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        斷路器防跳功能的實現(xiàn)方式對比分析

        2021-05-27 10:41:26衛(wèi)李嚴白惠琳
        農(nóng)村電氣化 2021年5期
        關(guān)鍵詞:故障功能

        衛(wèi)李嚴,平 路,白惠琳

        (國網(wǎng)三門峽電力公司,河南 三門峽472000)

        在進行斷路器合閘操作過程中,因“合閘把手接點粘連”“合閘操作不規(guī)范”等原因,造成合閘接點長時間處于閉合狀態(tài),同時遇到斷路器合于永久性故障時,如果斷路器不具備“防跳”功能,則斷路器會發(fā)生反復“跳閘-合閘-跳閘…”的跳躍現(xiàn)象。斷路器在短時間內(nèi)頻繁切斷故障電流,對系統(tǒng)造成多次沖擊,嚴重時還可能造成斷路器爆炸,所以斷路器的防跳功能非常重要。

        1 防跳功能的實現(xiàn)方式

        電氣防跳一般有2 種實現(xiàn)方式:操作箱防跳、斷路器機構(gòu)防跳。

        1.1 操作箱防跳

        操作箱防跳電氣回路如圖1 所示。防跳繼電器TBJ 由電流和電壓兩個線圈組成。電流線圈為防跳啟動線圈,也叫跳閘保持線圈,串聯(lián)接在跳閘回路中;電壓線圈為防跳自保持線圈,其常閉接點串聯(lián)接在合閘回路中。

        圖1 操作箱防跳回路原理圖

        當操作箱收到分閘命令時,TBJ 的電流線圈得電,TBJ1閉合,TBJ的電壓線圈得電并自保持現(xiàn)有狀態(tài),常閉接點TBJ2、TBJ3 斷開,合閘回路被斷開。此時即使操作箱持續(xù)收到合閘命令,也不會啟動合閘回路,以此實現(xiàn)斷路器防跳功能。直到合閘命令復歸,電壓線圈失電,TBJ2、TBJ3閉合。如果不使用操作箱防跳功能,將圖1 的“1”與“2”短接即可。

        1.2 斷路器機構(gòu)防跳

        斷路器機構(gòu)防跳電氣回路如圖2 所示。當斷路器處于合位時,SHJ、ZHJ 或S9(k76)發(fā)生粘連,都會使FTJ 動作并自保持,只要外部合閘指令不消失,F(xiàn)TJ 就始終勵磁,斷開串聯(lián)接于合閘回路中的FTJ3常閉接點,在發(fā)生跳閘時,由于合閘回路不通而不會合閘。如果不使用斷路器機構(gòu)防跳,斷開圖2中的“3”與“4”之間連接線即可。

        圖2 斷路器機構(gòu)防跳原理圖

        2 2種防跳方式的優(yōu)劣分析

        以上2 種防跳方式,都可以實現(xiàn)防跳功能,只是在實現(xiàn)防跳的方式上有所區(qū)別。但是,單純使用這2種防跳方案,都存在一些問題。

        2.1 操作箱防跳存在的問題

        操作箱防跳是常用的防跳方式,現(xiàn)運行的許多間隔的防跳功能都是由操作箱實現(xiàn)的,現(xiàn)將其存在的問題總結(jié)如下:

        就地操作時無法實現(xiàn)防跳功能。由于操作箱的防跳是利用TBJ 在操作箱中的常閉接點實現(xiàn)的,在就地合閘接點粘連時,TBJ 無法啟動,TBJ2、TBJ3接點相當于被短接,無法斷開合閘回路;

        操作箱的防跳只能由STJ 和TJ 等跳閘命令啟動,如果因斷路器一次機構(gòu)問題,導致合閘后無法保持,由于無電氣跳閘指令,操作箱防跳功能將無法啟動,若此時合閘命令無法復歸,斷路器就會出現(xiàn)“跳躍”現(xiàn)象,從而擴大事故范圍,造成設(shè)備損壞;

        操作箱防跳用于分相斷路器,若合閘命令無法復歸,當出現(xiàn)單相故障時,線路保護跳開故障相,故障相防跳功能將啟動,從而無法重合,因此機構(gòu)箱非全相保護動作會跳開非故障相。而機構(gòu)箱非全相保護跳閘出口無法啟動操作箱防跳功能,非故障相會因合閘把手粘連而再次合閘,非全相保護再次動作跳開非故障相,由此往復,釀成事故。[1]

        綜合上問題可以發(fā)現(xiàn),由于防跳接點在操作箱內(nèi),對于操作箱之后的合閘接點粘連失去防跳作用,且防跳繼電器的啟動只能由STJ和TJ等跳閘指令啟動,當沒有跳閘指令時,也會失去防跳功用,這使得操作箱防跳具有很大的局限性。

        2.2 斷路器機構(gòu)防跳存在的問題

        圖2 是現(xiàn)在實際運行時的典型斷路器機構(gòu)防跳回路原理圖,但是在有的工程設(shè)計中,忽略了TWJ回路中“1”與“2”之間的兩個常閉接點(如圖3所示),導致出現(xiàn)一些問題。當合閘接點粘連時,若沒有“1”與“2”之間的接點,F(xiàn)TJ 繼電器動作并自保持,可以通過圖3中點虛線所示回路形成通路,造成FTJ 誤動作,合閘接點斷開也無法自動復歸,致使斷路器無法合閘。若斷路器處于合位,TWJ繼電器也會勵磁,此時跳位、合位指示燈將同時點亮。這個問題在實際驗收中也發(fā)生過,應予以重視。

        斷路器機構(gòu)防跳存在短時的防跳死區(qū)。斷路器機構(gòu)防跳功能由斷路器常開輔助接點啟動,因為防跳繼電器由啟動到動作之間,會有短暫的動作延時,此時間內(nèi),斷路器無防跳功能,即存在防跳死區(qū)。

        斷路器機構(gòu)防跳存在斷路器輔助接點DL2 和防跳自保持接點FTJ1的競爭問題。若出現(xiàn)合閘于故障時出現(xiàn)合閘接點粘連,即由分到合再加速跳閘時合閘接點粘連,而DL2的閉合時間太短,在FTJ1閉合之前就分開,則會出現(xiàn)“合—儲能—跳—儲能完成—合……”的過程,導致防跳失敗。

        機構(gòu)箱大多運行于戶外,運行條件差,如出現(xiàn)鐵芯生銹、機構(gòu)卡澀或斷路器輔助接點不可靠等情況,將影響防跳的正確動作。[2]

        可以見得,斷路器機構(gòu)防跳的主要問題在于須要FTJ 和斷路器輔助接點配合,如果配合不好,則會導致防跳失敗。但是,必須指出,斷路器機構(gòu)防跳可以解決操作箱防跳存在的就地合閘接點粘連、斷路器故障合閘不能保持和單跳單重時斷路器機構(gòu)防跳失敗等問題。只要解決好FTJ 和斷路器輔助接點的時間配合關(guān)系,就可以使斷路器機構(gòu)防跳的優(yōu)勢得以發(fā)揮。

        圖3 斷路器防跳誤動示意圖

        3 防跳方式選擇和建議

        對于220 kV及以上電壓等級采用分相斷路器的線路間隔,應采用斷路器機構(gòu)防跳,應在條件具備時,對現(xiàn)運行設(shè)備采用操作箱防跳的間隔,進行積極改造;

        對于采用三相斷路器的間隔和220 kV及以上采用分相斷路器的主變、母聯(lián)、分段間隔,宜使用斷路器機構(gòu)防跳,也可以在解決了“就地無防跳”的問題后,采用操作箱防跳;

        對于斷路器機構(gòu)本身不具備防跳回路的,應采用操作箱的防跳功能。并在一次設(shè)備改造時,應積極改用斷路器機構(gòu)防跳。

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